Informe Textiles Tornasol

 

INDUSTRIAL TEXTILES TORNASOL CIA. LTDA.

PLAN DE MEJORA PARA LA PLANTA DE TINTORERÍA Y DE TRATAMIENTO DE AGUAS EN LA EMPRESA TEXTILES TORNASOL 

Elaborado por: Katherine Castañeda  Amanda Herrería

Fecha: Abril-2016

Quito – Ecuador

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RESUMEN El presente trabajo se realizó en la empresa “Textiles Tornasol” con el objetivo de conocer la influencia de los productos químicos en la contaminación del agua y proponer una mejorara en el funcionamiento de la planta de tratamiento de aguas residuales, con la finalidad de cumplir con los parámetros establecidos por el Municipio de Quito para descargar los efluentes textiles al alcantarillado.

El presente trabajo consta de dos capítulos; en el capítulo I se realizó la evaluación de la demanda química de oxígeno (DQO) a través de un análisis espectrofotométrico de los productos utilizados en el proceso de tintorería y de los efluentes procedentes de las máquinas de tintorería paras diferentes tonalidades. En el capítulo II se analiza el proceso tan tanto to químico como electroq electroquímico uímico aplicado en la planta de tratamiento de aguas, los cuales tienen una influencia en el porcentaje de remoción de las descargas contaminantes. En el capítulo III se da a conocer las conclusiones y recomendaciones en función de los resultados obtenidos para las dos áreas de estudio.

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CONTENIDO CAPÍTULO I: EVALUACIÓN DE LA DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO EN EL PROCESO DE TINTORERÍA ......................................................................................................... 7  1.1.  INTRODUCCIÓN ................................................................................................................... ................................................................................................. .................. 7   

 

1.2. OBJETIVOS ................................................................................................................... ............................................................... ............................................................. ......... 7 1.3.   ALCANCE ...................................................................................................... ................................................ ................................................................................ .......................... 7  1.4.  DEMANDA QUÍMICA DE D E OXÍGENO............................. OXÍGENO................................................................................. .................................................... 8  1.4.1.  Definició Definición n e Importanci Importanciaa ............. ........................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................. ............................. ...................... ........ 8  1.4.1.  Procedimiento para determinar la Demanda Química de Oxígeno en el laboratorio de Textiles Tornasol ............. ........................... ............................. ............................. ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ......................... ........... 8  1.4.2.  Primer Análisis de DQO de los productos químicos utilizados en el proceso de tintorería .............. ............................ ............................. ............................. ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ....................... .........10  1.4.3.  Segundo Análisis de DQO de los productos químicos utilizados en el proceso de tintorería .............. ............................ ............................. ............................. ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ....................... .........12 

1.5.  EVALUACIÓN DE LOS EFLUENTES PROCEDENTES DE LAS MÁQUINAS DE TINTORERÍA .......................................................................................................... .................................................... ............................................................................. ....................... 13  1.5.1.  Máquina FONG´S ............. ........................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ....................... .........13  1.5.1.1.  Polyalgodón Blanco .............................................. ............................................................................. .............................................................. ..................................................... ...................... 13   1.5.1.2.  100% Poliéster............................................. ............................................................................ ............................................................. ............................................................. ................................... 14  1.5.2.  Máquina THIES ............. ........................... ............................ ............................ ............................. ............................. ............................ ............................ ............................ ......................... ...........15  1.5.2.1.  Polyalgodón Negro................. Negro................................................ .............................................................. .............................................................. ..................................................... ...................... 15  1.5.2.2.  Polyalgodón azul marino................ marino............................................... ............................................................. ............................................................. ........................................... ............ 16   1.5.2.3.  100% Algodón Azul marino.............................. ............................................................. ............................................................. ..................................................... ....................... 17  1.5.3.  Máquina TECNINOX I.............. ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................. ............................. ........................... .............18   1.5.3.1.  Polyalgodón azul marino................ marino............................................... ............................................................. ............................................................. ........................................... ............ 18  

CAPITULO II: PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS AG UAS .............................................. .................................................... ...... 19  2.1  INTRODUCCIÓN ...................................................... .......................................................................................................... .......................................................... ...... 19  2.2  OBJETIVOS ......................................................................................................................... 19  3

 

2.3   ALCANCE ...................................................................................................... ................................................ ............................................................................. ....................... 19  2.4  ROTULACIÓN EN LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS............................ 20  2.4.1  Seguridad industrial .............. ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................. ............................. ........................... .............20  2.4.1.1  Seguridad personal........................... ......................................................... ............................................................. ............................................................. ................................................ .................. 20  2.4.1.2  Equipos ............................ ............................................................ .............................................................. ............................................................. .............................................................. ...................................... ....... 20 

2.5  PREPARACIÓN DE SOLUCIONES PARA LOS DIFERENTES TANQUES DE LA PLANTA DE TRATAMIENTOS .................................................................................................. ................................................ .................................................. 21  2.5.1  Tanque de polímero ............. ........................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................. ............................ ........................... .................. 21  2.5.1.1  Procedimiento .............................. ............................................................. .............................................................. ............................................................. ..................................................... ....................... 21  2.5.2  Tanque de policloruro de aluminio .............. ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ .............. 22 22  2.5.2.1.  Procedimiento ............................... ............................................................. ............................................................. ............................................................. ................................................ .................. 22  2.5.3.  Tanque de ácido sulfúrico.................. ................................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................. ............................ .............23  2.5.3.1.  Procedimiento ............................... ............................................................. ............................................................. ............................................................. ................................................ .................. 24  2.5.4.  Tanque de lavado ácido sulfúrico.............. ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ .................. 25 25  2.5.4.1.  Procedimiento ............................... ............................................................. ............................................................. ............................................................. ................................................ .................. 26  2.5.5.  Lavado de las telas del filtro prensa .... .................. ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ....................... .........26  2.5.5.1.  Procedimiento ............................... ............................................................. ............................................................. ............................................................. ................................................ .................. 26 

2.6.  PROCEDIMIENTOS EN LA PLANTA DE D E TRATAMIENTO DE AGUA .................... 27  2.6.1.  Procedimiento de arranque de la planta de tratamiento de efluentes ............................... 27   2.6.2.  Procedimie Procedimiento nto de mantenimiento de la planta de tratamiento de efluentes ...... ................... .............28  2.6.2.1.  Frecuencia de revisión y limpieza de sus elementos.......................... ......................................................... ...................................... ....... 28  2.6.2.2.  Observaciones.......................... ......................................................... .............................................................. ............................................................. ..................................................... ....................... 29  2.6.3.  Procedimie Procedimiento nto para la disolución del hierro ............. ........................... ............................ ............................ ............................ ......................... ...........30  2.6.3.1.  Procedimiento para una disolución de 1:2 .......................... ........................................................ .......................................................... ............................ 30  2.6.3.2.  Procedimiento para una disolución de 1:5 ....... ..................................... ............................................................. ................................................ ................. 31  2.6.3.3.  Procedimiento para una disolución de 1:10 ................................................. ................................................................................ ................................... 32 

2.7.  ELECTROCOAGULACIÓN ............................................................................................... 33  2.7.1.  ¿Qué es la electrocoagu electrocoagulación? lación?..................... ................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ..................33  2.7.2.  Ventajas de a electrocoa electrocoagulación gulación ............. ........................... ............................. ............................. ............................ ............................ ............................ .................. ....34  2.7.3.  Desventa Desventajas jas de la electroco electrocoagulación: agulación:........... ......................... ............................. ............................. ............................ ............................ ......................... ...........34  4

 

2.7.4.  Factores que afectan a la electrocoag electrocoagulación. ulación. ............. ........................... ............................ ............................ ............................ ....................... .........34  2.7.4.1.  pH ............................. ............................................................. .............................................................. ............................................................. ............................................................. ........................................... ............. 34  2.7.4.2.  Conductividad.......................... ......................................................... .............................................................. ............................................................. ..................................................... ....................... 34  2.7.4.3.  Densidad de corriente .......................... ........................................................ ............................................................. .............................................................. ...................................... ....... 35   2.7.4.4.  Material del electrodo .................................................................................. ................................................................................................................. ........................................... ............ 35   2.7.4.5.  Temperatura ............................ ........................................................... .............................................................. ............................................................. ..................................................... ....................... 35  2.7.4.6.  Distancia de los electrodos .................................. .............................................................. ............................................................ ..................................................... ....................... 35  2.7.5.  Reacciones químicas que se producen en la electroco electrocoagulación agulación ........................ ...................................... .................. ....35  2.7.5.1.  2.7.5.2.  2.7.5.3. 

Cuando el ánodo es el hierro: formación del hidróxido férrico ............................................. ............................................. 35  Cuando el ánodo es el hierro: formación del hidróxido ferroso ........... .......................................... ................................... 36  Cuando el ánodo es el aluminio............................ ........................................................... ............................................................. ................................................ .................. 36 

2.7.6.  Dimensiones del eletrocoagulador de la planta de tratamiento de aguas ......................... 36  

2.8.  ESTIMACIÓN DEL COSTO DEL TRATAMIENTO DE AGUA POR METRO CÚBICO CONDICIONES INICIALES. ........................................................................................ 37   2.8.1.  Consumo de energía eléctrica del eletrocoag eletrocoagulador ulador ...... .................... ............................ ............................ ............................ .................. .... 37  2.8.2.  Dosificació Dosificación n de agente floculante (polímero (polímero))............ .......................... ............................ ............................ ............................ ......................... ........... 37  2.8.3.  Dosificació Dosificación n de agente coagulante (policloruro de aluminio)............. .......................... ............................. ..................... ......37  2.8.4.  Dosificació Dosificación n de ácido para regular pH............... ............................ ............................ ............................ ............................. ............................. .................... ......38  2.8.5.  Costo de energía del air blower .............. ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................. ..................... ...... 38 38  2.8.6.  Encargado de la planta. .............. ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................. ............................ ...................... .........38  2.8.7.  Planchas de hierro. ............. .......................... ........................... ............................ ............................. ............................. ............................ ............................ ............................ .................. ....38  2.8.8.  Telas filtrantes . filtrantes . .............. ............................ ............................. ............................. ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ....................... .........38 

2.9.  DATOS DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ........................................ 40   2.9.1.  Toma de muestras de la planta de tratamie tratamiento nto de aguas ........... ......................... ............................ ............................ .................. ....40  2.9.2.  Toma de muestras en partes de procesos de la planta de tratamiento de aguas y análisis de pH, conductivida conductividad, d, Fe, DQO ................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ....................... ......... 41  2.9.3.  Toma de muestras y análisis de solidos suspendidos al inicio y salida del proceso ...... 42   2.9.4.  Prueba de jarras para la determinación del tiempo de acción del agente floculante .... 42   2.9.5.  Límites Máximos Permisibles por cuerpo receptor ................................................................... 43  43 

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2.10.  PROVEEDORES........................................................................................................ .................................................... .......................................................... ...... 44  2.10.1.  Policlorur Policloruro o de aluminio.......................... ........................................ ............................ ............................ ............................ ............................. ............................ ...................... .........44  2.10.2.  Polímero ............. ........................... ............................. ............................. ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ....................... .........44  2.10.3.   Ácido sulfúrico sulfúrico ........... ......................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ..............44  2.10.4.  Repuestos para planta de tratamiento de aguas ........................ ...................................... ............................ ............................. ..................... ......45 

CAPÍTULO III: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .................................................. 46   3.1  CONCLUSIONES CONCLUSIONES................................................................................................................. ................................................................................................................. 46  3.2  RECOMENDACIONES ....................................................................................................... ...................................................... ................................................. 47   CAPITULO IV: BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................. 48   ANEXOS .................................................... .......................................................................................................... ...................................................................................... ................................ 49   ANEXO 1: GRÁFICAS GRÁFICAS DE LOS PROCES PROCESOS OS EN LAS DIFERENTES DIFERENTES MÁQUINAS. MÁQUINAS............... ............................ ............................ ..............49  Máquina THIES ............. ........................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................. ............................ .............49  Blanco.............................. ............................................................. .............................................................. .............................................................. ............................................................. .......................................................... ............................ 49  Dispdirect Negro (Colores Oscuros)....................... Oscuros)...................................................... ............................................................. ............................................................. ...................................... ....... 50   PES-CO ELASTEL 60 (Colores Medios) ........................... .......................................................... ............................................................. .......................................................... ............................ 51  100% Poliéster..................................................................... .................................................................................................... .............................................................. ............................................................. .................................. 52  Máquina FONG´S............. ........................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................. ............................. ............................ ............................ ......................... ...........53  Blanco.............................. ............................................................. .............................................................. .............................................................. ............................................................. .......................................................... ............................ 53  Colores Bajos..................................... .................................................................... .............................................................. ............................................................. ............................................................ ...................................... ........ 54   ANEXO 2: RECIPIENTES RECIPIENTES DE LA PLAN PLANTA TA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ............. ........................... ............................. ..................... ......55  Tanque de Polímero ........................... ........................................................... ............................................................... ............................................................. ............................................................. ................................... 55  Tanque de Policloruro de Aluminio............................. ............................................................ ............................................................. ............................................................. ................................... 56   Tanque de Ácido Sulfúrico................ Sulfúrico............................................... .............................................................. ............................................................. ............................................................. ................................... 57   Tanque de Lavado de Ácido Sulfúrico ....................................................... ..................................................................................... ............................................................. ................................... 58  Frecuencia de la bomba en función de la altura d del el tanque de homogenización ............................ ................................... ....... 59 

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CAPÍTULO I: EVALUACIÓN DE LA DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO EN EL PROCESO DE TINTORERÍA  1.1. INTRODUCCIÓN En la industria textil, el consumo de agua se estima entre 100 y 170 m 3  de agua por tonela tonelada da de tela producida (Pey, 2008). El efluente residual contiene contaminantes como colorantes y subproductos orgánicos e inorgánicos generados a partir de sus reacciones químicas, además de pH alto, presencia de pelusas y fibras e insumos químicos utilizados en el acabado (Habibatt, 2006). El agua residual de la industria textil es altamente contaminada, la presencia de colorantes interfiere en la actividad fotosintética de plantas acuáticas y microorganismos. La presencia de contaminantes orgánicos interfieren en el desarrollo de fauna y flora dentro y alrededor de los cuerpos receptores (Horan, 1991). En el pasado, las aguas residuales del baño de tintura no tratadas eran vertidas libremente en las aguas superficiales. Con el aumento de la actividad industrial textil, el control de la contaminación de estas aguas se ha convertido en una necesidad. De hecho, en las áreas industrializadas, la contaminación perjudica el ecosistema y puede generar consecuencias muy graves para la salud. Las no tratadas son generalmente ricas de sustancias quesuperficiales constituyen una aguas fuenteresiduales de nutrición para bacterias y algas normalmente presentesorgánicas en las aguas no contaminadas. La presencia de cantidades excesivas de nutrientes origina un incremento en el crecimiento de estos organismos. Los parámetros de estudio como es la demanda química de oxígeno es fundamental para el tratamiento de aguas residuales especialmente textiles ya que contienen grandes cantidades de productos químicos perjudiciales para nuestro ambiente.

1.2. OBJETIVOS

1.2.1. Analizar los productos auxiliares y colorantes utilizados en el proceso de tintorería, además de los efluentes procedentes de cada baño de tintura ya sea de algodón, poliéster, poliéster/algodón, para diferentes tonalidades.

1.2.2. Estudiar los procesos que ocurren en la planta de tintorería con la finalidad de determinar que productos químicos y baños son los más contaminantes. ALCANCE 1.3.  ALCANCE 1.3.1.  El alcance de este capítulo es proporcionar información referente al área de tintorería de la empresa “TEXTILES TORNASOL”, para el control de la carga contaminante de los efluentes que se dirigen hacia la planta de tratamiento de aguas.

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1.4.  DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO 1.4.1.Definición e Importancia La demanda química de oxígeno es la medida del equivalente en oxígeno del contenido de materia orgánica de una muestra que es susceptible de oxidación por un oxidante químico fuerte como es el dicromato de potasio (K 2Cr2O7). La cantidad de oxígeno consumido por la reacción se expresa en términos de miligramos por litro (mg/l); esta medida es una estimación de las materias oxidables presentes en el agua y es función de las características de los componentes presentes, de sus proporciones respectivas, de las posibilidades de oxidación y de la temperatura. La demanda química de oxígeno es un parámetro ampliamente utilizado para controlar o preservar el grado de calidad de las aguas y posibilitar su aplicación en diferentes usos posteriores, es decir permite la medición directa de la contaminación de las mismas debida a materia orgánica. La determinación del contenido de materia orgánica, biodegradable o no, tiene un gran valor en la vigilancia de las aguas en este caso producto de los baños de tintura y para conocer la eficacia de cualquier sistema de tratamiento de aguas residuales. La evaluación de la demanda química de oxígeno de los productos utilizados en la tintura puede considerarse como un análisis previo para poder determinar la calidad de agua que efectúa las descargas de los baños de tintura en diferentes tonalidades y materiales que se utilizan, valores que posteriormente influirán en la eficacia de la planta de tratamiento de aguas residuales.

1.4.1.  Procedimiento para determinar la Demanda Química de Oxígeno en el laboratorio de Textiles Tornasol TEST TUBE REAGENTS SET HI 93754B-2 93754B-25 5 (Viales) 1.4.1.1.  Preparar las soluciones madres. 1.4.1.2.  Etiquetar los viales con sus respectivos nombres. olución madre. 1.4.1.3.  En cada uno de los viales colocar 2 ml de la ssolución 1.4.1.4.  Agitar el vial de arriba hacia abajo 30 veces. Precaución Precaución:: reacción exotérmica.  Nota: Preparar una muestra con 2 ml de agua destilada (servirá como cero). HI COD REACTOR 839800 HANNA Instruments (Digestor) 1.4.1.5.  Conectar el equipo a un tomacorriente.  1.4.1.6.  Encender el digestor a través de un botón que se encuentra en la parte posterior del equipo. 1.4.1.7.  Presionar el botón Start y se activará el icono heating , con lo que comenzará a subir la temperatura hasta llegar a una temperatura de 150⁰C.  1.4.1.8.  Cuando la t emperatura emperatura este en 150 ⁰C el equipo emite un sonido, indicando que el equipo se encuentra caliente, hot .  1.4.1.9.  Colocar los viales debidamente rotulados dentro del digestor y tapar. 1.4.1.10.   Presionar el botón Start para comenzar el descenso de temperatura en un tiempo establecido de 2:00 horas.  1.4.1.11.   Terminado el tiempo de digestión se deja enfriar los viales hasta una temperatura ambiente.  1.4.1.12.   Se deja enfriar el equipo y se apaga.  

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Figura 1.4.2-1 Digestor   Digestor

http://www.revistapharmanews.com. stapharmanews.com.mx/dqo-demanda-qui mx/dqo-demanda-quimica-de-oxigeno mica-de-oxigeno  Fuente: Fuente: http://www.revi

HI 83099 COD AND MULTIPARAMETER PHOTOMETER HANNA Instruments (Medidor de DQO) 1.4.1.13.   Conectar el equipo a un tomacorriente.  1.4.1.14.   Encender el equipo través de un botón que se encuentra en la parte posterior del 1.4.1.15.   mismo. Limpiar  la superficie del vial que contiene agua destilada, colocar en el equipo y presionar el botón cero, de este modo se procede a calibrar c alibrar el equipo.

Leer

Cero

1.4.1.16.   Colocar cada uno de los viales de las soluciones y presionar el botón leer, realizar 5 mediciones y determinar un DQO promedio de todas las mediciones. mediciones. Figura 4.2-3 Medidor de DQO  DQO 

Fuente: http://www.revi http://www.revistapharmanews.com. stapharmanews.com.mx/dqo-demanda-qui mx/dqo-demanda-quimica-de-oxigeno mica-de-oxigeno 9

 

1.4.2.  Primer Análisis de DQO de los productos químicos utilizados en el proceso de tintorería Se realizó la medición de la demanda química de oxígeno de las sustancias químicas utilizadas en el proceso de tintura en diferentes tipos de telas, para lo cual se consideró la dosificación utilizada en los procesos. Tabla 1.4.3.-1 Productos químicos utilizados para el proceso de tintorería PRODUCTOS

DOSIFICACIÓN (g/L)

H2O (L)

CANTIDAD UTILIZAD  A (g)

ÁCIDO ACÉTICO ÁCIDO CÍTRICO ANTIESPUMANTE AV QUEST PLF AUXICAL CFE AV FIX PF20 CARBONATO DE SODIO CHROMADYE RJL DETERTEX AN DISPERSOL JET EMULTEX C

0.4 0.65 0.2 1 0.2 1 5 0.5 0.5 1 0.5

0.5 0.5 0.5 0.2 0.5 0.5 0.2 0.5 0.5 0.5 0.5

0.2 0.325 0.1 0.2 0.1 0.5 1 0.25 0.25 0.5 0.25

131 401 0 0 18 208 83 677 73 237 278

141 387 0 0 124 212 22 667 88 252 273

144 423 1 0 26 206 0 654 124 257 300

146 368 0 0 98 203 0 661 81 281 299

144 328 0 0 70 216 0 672 78 264 304

141.2 381.4 0.2 0.0 67.2 209.0 21.0 666.2 88.8 258.2 290.8

EORULEVEL BASE CO ESTABLUPER OP HIDROSULFITO DE SODIO HOSTALUX EF2B KILLEROX TX LEUCOPHOR BSBB PERÓXIDO DE HIDRÓGENO RAPID WASH REDUCTEX PES SAL SOLVECLEAN SOSA CAUSTICA SUAVIZANTE 5375 UCTRAGEN M3820 EUROSOAP EONE EMULID S-OL DISPERL2 SYQ JET MCL2 TEBOLAN

1 1

0.5 0.5

0.5 0.5

247 289

275 231

238 139

278 104

278 65

263.2 165.6

2

0.5

1

368

361

354

390

352

365.0

0.5 0.2 0.5

0.5 0.5 0.5

0.25 0.1 0.25

280 21 55

251 0 81

303 0 49

306 0 43

262 2 36

280.4 4.6 52.8

3

0.5

1.5

775

719

705

689

708

719.2

0.5 1.5 70 1 1 2 0.2 1 1 1 1 1

0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5

0.25 0.75 35 0.5 0.5 1 0.1 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5

58 229 1500 1003 77 401 200 1500 527 414 1038 1500

54 207 1500 990 93 410 102 1500 523 309 1032 1500

46 222 1500 1040 0 480 163 1500 522 324 1035 1500

77 194 1500 1075 24 461 164 1500 527 329 1050 1500

70 211 1500 1079 29 554 175 1500 528 337 1043 1500

61.0 212.6 1500.0 1037.4 44.6 461.2 160.8 1500.0 525.4 342.6 1039.6 1500.0

MEDICIONES DE DQO(mg/L)

DQO PROMEDIO (mg/L)

Mediante el análisis realizado de la demanda química de oxigeno se obtiene diferentes valores de acuerdo la dosificación cada de los procesos, por lo cual se procede a realizar un segundo análisis aalos valores altosen para suuno confirmación.

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Gráfico 1.4.3.-1 Productos químicos utilizados para el proceso de tintorería

DQO DE P PRODUCTO RODUCTOSS QUÍMICOS 1500.0 1400.0 1300.0 1200.0 1100.0 1000.0 900.0

    )     l     /    g    m     (     O     Q     D

800.0 700.0 600.0 500.0 400.0 300.0 200.0 100.0 0.0

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1.4.3.  Segundo Análisis de DQO de los productos químicos utilizados en el proceso de tintorería Demanda química de oxígeno de las sustancias químicas utilizadas en el Área de Tintorería con un alto nivel de DQO. Tabla 1.4.4.-1 Productos Químicos utilizados para el proceso de tintorería PRODUCTOS

CANTIDAD DOSIFICACIÓN H2O UTILIZADA (g/L) (L) (g)

MEDICIONES DE DQO(mg/L)

DQO PROMEDIO (mg/L)

ÁCIDO ACÉTICO

0.5

0.5

0.25

464

463

472

469

473

468.2

ÁCIDO CÍTRICO

0.65

0.5

0.325

402

372

402

433

388

399.4

ÁCIDO CÍTRICO

0.5

0.5

0.25

293

267

258

288

298

280.8

CHROMADYE RJL

0.5

0.5

0.25

631

630

639

619

628

629.4

DISPERL2 SYQ EMULID S-OL

1 1

0.5 0.5

0.5 0.5

414 527

309 523

324 522

329 527

337 528

342.6 525.4   525.4

EUROSOAP CONC HIDROSULFITO DE SODIO

1

0.5

0.5

1500

1500

1500

1500

1500

1500   1500

2

0.5

1

390

385

398

401

393

393.4

JET MCL2 PERÓXIDO DE HIDROGENO

1

0.5

0.5

1038

1032

1035

1050

1043

1039.6

3

0.5

1.5

642

625

632

632

629

SAL

70

0.5

35

1500

1500

1500

1500

1500

632 1500

SOLVENCLEAN

1

0.5

0.5

1004

993

994

992

972

991

SUAVIZANTE 5375

2

0.5

1

534

550

541

549

528

540.4

TEBOLAN

1

0.5

0.5

1500

1500

1500

1500

1500

1500

Mediante el análisis de la demanda química de oxigeno realizado en el equipo de Test tube Reagents de acuerdo a la dosificación en cada uno de los procesos, teniendo en cuenta que se tiene un límite establecido de 350 mg/L, se obtuvo que:   El ácido acético supera el 34 %

del límite establecido.   El ácido cítrico en la dosificación de 0.5 g/L se encuentra del límite establecido, pero si se aumenta la dosificación de acuerdo al procedimiento de tinturado de 0.65 g/L el valor de DQO tiene un incremento, superando el valor establecido en un 14%.   El Hidrosulfito de Sodio supera el límite establecido en un 13%.   El Emulid s-ol supera el límite establecido en un 50%.   El suavizante 5375 supera el límite establecido en un 55%.   El chromadye RJL supera el límite establecido en un 80%.   El peróxido de hidrógeno supera el límite establecido en un 81%.   Las

siguientes sustancias superan el límite establecido con un valor mayor al 100%: solvenclean, sal, Eurosoap conc, Jet MCL.

12

 

1.5.  EVALUACIÓN DE LOS EFLUENTES PROCEDENTES DE LAS MÁQUINAS DE TINTORERÍA Dentro de los procesos de manufactura desarrollados por la empresa Textiles Tornasol utilizan como materia prima el hilo para el tejido de sus diferentes artículos, entre los que se tiene 100% algodón, 100% poliéster, p oliéster, poliéster/algodón, poliéster/algodón/elast poliéster/algodón/elastano. ano. Se debe tomar en cuenta que debido a la variedad de materias primas y colorantes que la empresa utiliza para el teñido, el efluente de cada uno de d e los procesos de tintura contendrá altos índices de demanda química de oxígeno. En el presente análisis conoceremos la aportación de cada uno de los procesos a la Demanda Química de Oxígeno. Los intervalos de tiempo para la toma de muestras están establecidos directamente con las curvas de proceso o tintura (Ver Anexos), indicados en el programa de muestreo y medición.

NOTA:  LOS VALORES Y NOMBRES DE COLOR ROJO CORRESPONDEN A UN INDICATIVO DE NOTA:  QUE SU VALOR SOBREPASA AL LIMITE PERMITIDO DE DQO (350 mg/l). 1.5.1.  Máquina FONG´S 1.5.1.1.  Polyalgodón Blanco

Tabla 1.5.1.1.-1 Datos de DQO y pH para POLYALGODÓN BLANCO POLYALGODON BLANCO BAÑO

pH

DQO (mg/L)

11.86 1500 1500 1500 1500 1500 11.39 1117 1119 1125 1115 1116

Baño Tintura Enjuague

5.37

Fijado

843

845

819

855

DQO PROMEDIO (mg/L) 1500 Fuera de Escala  1118.4

854

843.2 1153.87

Tabla 1.5.1.1.-2 Productos Químicos utilizados en los baños Kilos 258.86 Volumen (L) 2000 BAÑO DE TINTURA Dosificación Productos Químicos Cantidad(g) (g/L) Establuper OP 1 2000 Sosa caustica 2 4000 Agua Oxigenada 3 6000 Detertex AN 0.5 1000 Cecolite CPT 0.4 1035.44 Hostalux EF 2B 0.2 517.72 Dispersol JET 0.5 1000 ENJUAGUE Ácido Cítrico 0.6 1200 Killerox TX 0.1 200 13

 

1.5.1.2.  100% Poliéster La solución en los viales una vez digestadas presentaron una coloración negra, observando que estos baños son los más contaminantes. 

Tabla 1.5.1.2.-1 Datos de DQO y pH para 100% POLIESTER

100% Pes NARANJA HOLANDA BAÑO Baño de Tintura sin Lavado Reductivo Baño de Tintura con Lavado Reductivo

pH

DQO PROMEDIO (mg/L)

DQO (mg/L)

4.46

1500

1500

1500

1500

1500

1500 Fuera de Escala 

9.11

1500

1500

1500

1500

1500

1500 Fuera de Escala 

1500.00 Tabla 1.5.1.2.-2 Productos Químicos utilizados en los baños

Kilos Volumen (L)

292.1 2000

LAVADO Dosificación Cantidad(g) (g/L)

Productos Químicos Emultex C

1

2000

TINTURADO DE Pes Ácido cítrico Dispersol JET Suavizante 5375 Cromadye RJL Allilion Rojo G Allilion Amarillo BG

0.65 1 2 1.5 1.4 1.8

1300 2000 4000 3000 4089.4 5257.8

LAVADO REDUCTIVO Hidrosulfito de Sodio

2.5

5000

Sosa caústica

1.5

3000

14

 

1.5.2.  Máquina THIES 1.5.2.1.  Polyalgodón Negro Tabla 1.5.2.1.-1 Datos de DQO y pH para POLYALGODÓN NEGRO

THIES PES/ALG/ELAS NEGRO BAÑO

pH

Descrude Enjuague 1 Enjuague 2 Tinturado Enjuague 3 Enjuague 4 Jabonado

3.59 3.92 4.3 11 11.05 10.92 10.38

DQO PROMEDIO (mg/L)

DQO (mg/L) 1234 358 109 1001 263 106 287

1232 372 104 1036 253 114 297

1234 357 105 1025 259 123 298

1246 377 107 1048 259 113 300

1233 365 103 1023 253 112 289

1235.8 365.8 105.6 1026.6 257.4 113.6 294.2 485.57

Tabla 1.5.2.1.-2 Productos Químicos utilizados en los baños Kilos Volumen (L)

205.28 2000 LAVADO

Productos Químicos

Dosificación Cantidad(g) (g/L)

Detertex Ácido acético

0.5 1 TINTURADO Marvacol LUB 1.5 Eurolevel CO base 1.5 Negro directo 22 2 10 Sal Industrial Carbonato de Sodio 5

JABONADO Rapid Wash 0.2

1000 2000 3000 3000.0 4105.6 20000.0 10000.0 400

15

 

1.5.2.2. 

Polyalgodón azul marino Tabla 1.5.2.2.-1 Datos de DQO y pH para POLYALGODÓN NEGRO THIES PES/ALG AZUL MARINO BAÑO

Descrude Enjuague Tinturado Polyester Tinturado Algodón Neutralizado Jabonado Fijado

DQO PROMEDIO (mg/L) 12.3 1500 1500 1500 1500 1500 1500 Fuera de Escala  10.5 477 484 477 476 483 479.4 5.03 1500 1500 1500 1500 1500 1500 Fuera de Escala  11.44 1500 1500 1500 1500 1500 1500 Fuera de Escala  8.95 535 536 539 539 534 536.6 7.01 390 390 391 381 384 387.2 3.93 581 588 597 591 590 589.4 927.51 pH

DQO (mg/L)

Tabla 1.5.2.2.-2

Productos Químicos utilizados en los baños Volumen (L) 2000 Kilos 271.93 LAVADO Y DESCRUDE Dosificación Cantidad(g) Productos Químico (g/L) Sosa caústica 1.5 3000.00 Agua oxigenada 2 4000.00 Establuper OP 1 2000.00 TINTURADO DE Pes Ácido cítrico 0.65 1300.00 Dispersol JET 1 2000.00 Allilion Azul Marino 2RSE 1.7 4622.81 Allilion Negro 2RSE 0.49 1332.46 TINTURADO DE Co Eurolevel CO base 1 2000.00 Negro Reactivo B Crude 2.3 6254.39 Rojo Reactivo 194 Negro Directo 22 Sal Industrial Carbonato de Sodio Sosa caústica

0.33 0.33 70 5 1

NEUTRALIZADO Productos Dosificación Cantidad(g) Químico (g/L) Ácido acético 0.4 800 JABONADO Auxical ESP 0.2 400 FIJADO AV FIX 1 2719.3 Ácido acético 0.5 1000

897.37 897.37 140000.00 10000.00 2000.00

16

 

1.5.2.3.  100% Algodón Azul marino Tabla 1.5.2.3.-1 Datos de DQO y pH para ALGODÓN AZUL MARINO

100% ALGODÓN AZUL MARINO BAÑO Descrude Enjuague Neutralizado Productos Químicos (con Álcali) Tinturado Algodón Fijado

DQO PROMEDIO (mg/L) 11.19 1500 1500 1500 1500 1500 1500 Fuera de Escala  10.91 6.66 pH

11.32

DQO (mg/L)

-

-

-

-

-

-

11.29 1500 1500 1500 1500 1500 1500 Fuera de Escala  4.72

274

281

279

Tabla 1.5.2.3.-2

280

282

233.45 1077.82

Productos Químicos utilizados en los baños Kilos 224.46 Volumen (L) 2000 LAVADO Y DESCRUDE Dosificación Productos Químicos Cantidad(g) (g/L) Emultex C 1 Marcavol LUB 1 Sosa Caústica 1.5 Agua Oxigenada 2.5 Establuper OP 1 TINTURA DE CO Eurolevel CO base 1.5 Marcavol LUB 1.5 Negro Reactivo B Crude 4.35 Rojo Reactivo 194 0.57 Negro Directo 22 0.57 Sal Industrial 80 Carbonato de Sodio 5 Sosa Caústica 1 FIJADO AV FIX 1 Ácido acético 0.35

2000 2000 3000 5000 2000 3000.0 3000.0 9764.01 1279.422 1279.422 160000 10000 2000 2244.6 700

17

 

1.5.3.  Máquina TECNINOX I 1.5.3.1.  Polyalgodón azul marino

Tabla 1.5.3.1.-1 Datos de DQO y pH para ALGODÓN AZUL MARINO

THIES PES/ALG AZUL MARINO BAÑO

DQO PROMEDIO (mg/L) 11.10 1500 1500 1500 1500 1500 1500 Fuera de Escala  5.34 1500 1500 1500 1500 1500 1500 Fuera de Escala  6.10 pH

Descrude Tinturado Polyester Baño de control de pH Productos Químicos (con 11.02  Alcali) Tinturado Algodón Jabonado Fijado

DQO (mg/L)

-

-

-

-

-

-

de Escala  11.20 1253.4 9.23 1500 1254 1500 1247 1500 1260 1500 1247 1500 1259 1500 Fuera 4.38 347 348 347 344 3244 926 1335.88

Tabla 1.5.3.1. 2 Productos Químicos utilizados en los baños Kilos 341.58 Volumen (L) 2000 LAVADO Y DESCRUDE Dosificación Cantidad(g) Productos Químicos (g/L) Sosa caústica Agua oxigenada Establuper OP

1.5 2 1

3000.00 4000.00 2000.00

Emultex C

0.5

1000.00

TINTURADO Ácido cítrico 0.65 Dispersol JET 1 Eurolevel CO Base 1 Allilion Negro 2RSE 2.8 Allilion Negro 3BRL 0.084 Negro Directo 22 3.5 Sal Industrial 15 Carbonato de Sodio 2 JABONADO Rapid Wash 0.2 FIJADO AV FIX PF20 1 Ácido acético 0.4

1300.00 2000.00 2000.00 9564.24 286.93 11955.30 30000.00 4000.00 400.00 3415.80 800.00

18

 

CAPITULO II: PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS 2.1  INTRODUCCIÓN El agua El agua es un recurso natural renovable que se regenera continuamente mediante el  ciclo del agua o ciclo hidrológico, es el punto clave para la supervivencia humana, sin embargo puede llegar a estar tan contaminada por las actividades humanas, que ya no sea útil, sino más bien nociva .Por ello con el tiempo el tiempo se ha desarrollado mecanismos que nos ayuden a prevenir y tratar el tratar el agua generando así las aguas residuales, aparecen sucias y contaminadas: llevan grasas, llevan  grasas, detergentes,  detergentes, materia  materia orgánica, residuos de la industria la industria sustancias muy tóxicas. Estas aguas residuales si no tiene un debido DQO, DBO exigidos por la municipalidad en la que la que  la empresa se encuentre ubicada, deben ser depuradas, para devolver el agua a la  naturaleza en las mejores condiciones posibles. El primer Contaminante que se reconoce es el color, el  color, puesto  puesto que una pequeña cantidad de pigmento en el agua, es altamente visible y afecta la transparencia y la solubilidad Para tratarla lo podemos realizar con la ayuda de la electroquímica, la electroquímica,   para cumplir dichas normas dichas  normas establecidas, ya que no hay necesidad de agregar otros compuestos químicos para el

tratamiento de aguas si no que con la ayuda de la una  corriente eléctrica podemos realizar ese pretratamiento y así no afectar al medio al medio ambiente donde es desechada este tipo de agua además de que se puede potabilizar para su consumo todo su consumo esto lo podemos lograr mediante procesos mediante  procesos electroquímicos. (Patricia, Arango, & Garces, 2006). 2 006).

2.2  OBJETIVOS 2.2.1  Elaboración de un informe que conlleve los aspectos más importantes de la planta de tratamiento de aguas, donde se establezcan los puntos para el conocimiento de dicha área. los procesos que ocurren en los tratamientos de coagulación química y electroquímica, 2.2.2  Estudio de los procesos lo cual nos permitirá reducir la carga contaminante de las aguas residuales y cumplir con los parámetros exigidos por la municipalidad.

2.3  ALCANCE 2.3.1.  El alcance de este capítulo es proporcionar información referente a la planta de tratamiento de aguas de la empresa “TEXTILES TORNASOL”, para el control de los procesos que abarca dicha área,

con el findede quederivan se cumpla conalcantarillas. las ordenanzas municipales de la demanda química de oxigeno losgarantizar efluentes que en las

19

 

2.4 ROTULACIÓN EN LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS 2.4.1  Seguridad industrial 2.4.1.1   Seguridad personal personal   “Utilice Equipo de Protección Personal” 

2.4.1.2  Equipos  

“Electrocoagulador”    “Zona de Cribado” 

“Tanque de Captación de Aguas Residuales”  “Tanque de Aireación”    “Tanque de Aproximación” Aproximación”    “Tanque de adición de Policloruro”      

 

Tanque de adición de Polímero     “Sedimentador” 

20

 

2.5 PREPARACIÓN DE SOLUCIONES PARA LOS DIFERENTES TANQUES DE LA PLANTA DE TRATAMIENTOS 2.5.1  Tanque de polímero V de llenado= 70 Litros

V=60 Litros C=0.07% P/V m= 49 g

V=10 Litros

2.5.1.1  Procedimiento 2.5.1.1.1.   Cuando el tanque se encuentre totalmente vacío adicionar 49 g de polímero y llenar con 70 litros de agua.  %

 

%

   ()

=

∗ 100 

  ó () )

 49   í = ∗ 100 = 0.07%   70000   ó

Concentración del 0.07 % P/V. 2.5.1.1.2.   Cuando se realice otra carga al recipiente, es decir exista un remanente de 10L por debajo de la tubería de descarga, se debe preparar la disolución de la siguiente forma: 42 gramos de polímeros en 60 Litros de agua, esto con el fin de mantener la concentración de 70% P/V. %

 

%

42   í

=

∗ 100 

60000   ó

 = 0. 0.07 070% 0%  

Con lo que se sigue manteniendo la concentración del 0.070%.

21

 

2.5.2  Tanque de policloruro de aluminio

V de llenado= 70 Litros

C=35.71% P/V

V=60 Litros

m = 25 Kg

V=10 Litros

2.5.2.1.  Procedimiento 2.5.2.1.1.   Cuando el tanque se encuentre totalmente vacío adicionar 25 Kg de policloruro de aluminio y el resto colocar agua hasta la marca de nivel de 70 L. Densidad del policloruro de aluminio: 1.2 g/cm3 (100 100))    1  1.2 = 12 1200 00 × = 1 . 2 ×   1   1000     25 kg de policloruro

25  ×

de aluminio corresponden a 20.8 L.

 = 20 20.8 .8   1.2 

Es decir de los 70 L de capacidad del tanque aproximadamente 49 L son de agua. La concentración de la disolución es: %

   ()  ∗ 100  =   ó () ) 

%

 25000      ∗ 100 100  = 70000   ó 

%

 = 35 35.7 .71% 1%  

22

 

2.5.2.1.2.   Cuando se realice otra carga al recipiente, es decir exista un remanente de 10L de la disolución por debajo de la tubería de descarga, se debe preparar la disolución de la siguiente forma: 21426 g

(21.43 kg) de policloruro de aluminio y se adiciona agua hasta la marca de 70 L.

%

 21426      = ∗ 100   60000   ó

%

 = 35.7 35.71% 1%    ó  

 

Es decir se adiciona aproximadamente 42.14 L de Agua y un volumen de 17.86 L de policloruro de aluminio. 21.43  ×

 = 17 17.8 .86 6   1.2 

2.5.3.  Tanque de ácido sulfúrico  Anteriormente  Anteriorme nte la solución se realizaba en un tanque de volumen de llenado de 70 L, preparando

una solución de 4L de ácido sulfúrico en 66 L de agua.

 Según certificado de análisis de los proveedores QUIMPAC ECUADOR, el H2SO4 tiene una densidad de 1.840 kg/L.  

4L de ácido corresponde a un peso de 7.36 kg de H2SO4. 4   × 1.84 1.84

 = 7. 7.36 36        

Teniendo una concentración de: %

    () = ∗ 100     ó () )

%

 7360      = ∗ 100   66000   ó

%

 = 11 11.1 .15% 5%  

23

 

El Recipiente se cambió, con lo que se obtienen las nuevas condiciones:  V de llenado= 120 Litros

V=100 Litros C=11.15% P/V m= 13.38 Kg

V=20 Litros

2.5.3.1.  Procedimiento

2.5.3.1.1.   Cuando el tanque se encuentre totalmente vacío adicionar 13.38 kg de H 2SO4 (7.27 L de H2SO4) y el resto colocar agua hasta la marca de nivel de 120 L. %

   ()  ∗ 100  =   ó () )  

13380   

%  = 120000   ó ∗ 100  %

 = 11.1 11.15% 5% 

  13.38 kg de H2SO4 corresponde a 7.27 L de

13.38     ×

 .

 = 7. 7.27 27       1.84 

2.5.3.1.2.   Cuando se realice otra carga al recipiente, es decir exista un remanente de 20L de la disolución por debajo de la tubería de descarga, se debe preparar la disolución de la siguiente forma: 11.15 kg de H2SO4 (6.06 L de H2SO4) y el resto colocar co locar agua hasta la marca de nivel de 120 L. %

 11150     = ∗ 100   100000   ó

%

 = 11.1 11.15% 5%    ó  

  11.15 kg de H2SO4 corresponde a 6.06 L de   .  11.15       × = 6. 6.06 06      . 

24

 

2.5.4.  Tanque de lavado ácido sulfúrico Dimensiones de tanque de lavado Altura tanque: 1.25 m Diámetro tanque: 1.01 m Volumen tanque: 1 m3  Volumen de nivel del agua: 0.761 m 3 

 Según certificado de análisis de los proveedores QUIMPAC ECUADOR, el H2SO4 tiene una densidad de 1.840 kg/L.   Se coloca 10 Kg

10    ×

de Ácido Sulfúrico en el tanque.  = 5. 5.43 43       1.84 

Teniendo una concentración de:

%

    () = ∗ 100     ó () )

%

 10000     = ∗ 100   761000   ó

%



= 1. 1.31 3140% 40%



V de llenado= 761 Litros

V=760.88 Litros C=1.31% P/V m= 10 Kg

V=11.2 Litros

25

 

2.5.4.1.  Procedimiento  

Cuando el tanque totalmente vacío adicionar 10 kg de H 2SO4  y el resto colocar 2.5.4.1.1. agua hasta la marcasedeencuentre nivel de agua. %

   ()  ∗ 100  =   ó () ) 

%

 10000      = ∗ 100   761000   ó

%

 = 1. 1.314 3140% 0% 

2.5.4.1.2.   Cuando se realice otra carga al recipiente, es decir exista un remanente de 11.2 L de la disolución por debajo de la tubería de descarga, se debe preparar la disolución de la siguiente forma: 9.999 kg de H2SO4 (5.43 L de H 2SO4) y el resto colocar agua hasta la marca de nivel de

760.88 L. %

9999     ∗ 100  = 760880   ó 

%

 = 1. 1.31 314 4 %    ó  

2.5.5.  Lavado de las telas del filtro prensa 2.5.5.1.  Procedimiento Para realizar el lavado de las telas se debe preparar una solución de ácido sulfúrico al 1.15% P/V. Es decir se adiciona 3.78 3.78 L de ácido sulfúric sulfúricoo (6.96 kg) en 600 L de aagua. gua. %

    () = ∗ 100     ó () )

%

 6960      = ∗ 100   603780   ó

%



= 1.15 1.15% % 



26

 

2.6. 

PROCEDIMIENTOS EN LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA  

2.6.1. Procedimiento de arranque de la planta de tratamiento de efluentes PASOS

DESCRIPCIÓN DE ACTIVIDADES

1

Encendido de las dos bombas principales de agua y de la bomba de emergencia para llenar el tanque de AIREACION.

2

Esperar que el tanque de AIREACION se llene con agua res residual idual hasta un niv nivel el adecuado para trabajar (30 cm sobre la tubería de succión de la bomba de alimentación del electrocoagulador).

3

4

Llenar el tanque de Ácido Sulfúrico con agua hasta la mitad de la capacidad, colocar 4 litros de Ácido Sulfúrico y completar con agua hasta la marca indicada. ( 4 litros de Ácido Sulfúrico en aprox. 70 Litros de agua) Preparar la solución de polímero colocando 49 gramos de polímero en 70 Litros de agua para las siguientes preparaciones se debe colocar solamente 42 gramos de polímero.

5

Encender el AIR BLOWER para airear y homogenizar el agua a tratar. Para esto se debe cerrar la válvula amarilla y se debe abrir la válvula azul. Esperar por lo menos de 5 a 10 minutos antes de empezar a operar la planta de tratamiento.

6

Encender la bomba de paso de agua homogenizada del tanque de AIREACION al Electrocoagulador. Para esto se debe abrir la válvula azul.

7

Encender la bomba de dosificación de Ácido Sulfúrico y colocar en modo automático o manual.

8

Esperar que el Electrocoagulador se llene con agua residual. Encender el Electrocoagulador. Par Paraa esto poner aall mínimo la perilla de la inten intensidad sidad de corriente e ir incrementa incrementando ndo paulatinamente el voltaje.

9 10 11 12 14

Encender las dos bombas de adición de Polímero Encender el Flash Mixer Esperar que se llene el tanque Flash Mixer. Encender la bomba de diafragma.

15

Regular la presión de la bomba de diafragma. Para esto se debe tener en cuenta el tiempo de trabajo del filtro prensa (limpieza) ya que de esto dependerá la presión de trabajo. Verificar los efluentes a la salida del filtro prensa e ir modificando la presión de trabajo de las

16

bombas de diafragma para evitar que los lodos atraviesen las mallas filtrantes.

27

 

 

2.6.2. Procedimiento de mantenimiento de la planta de tratamiento de efluentes 2.6.2.1.  Frecuencia de revi revisión sión y limpieza de sus eelementos lementos Nº

1

ELEMENTOS

ADICION POLIMERO (FLOCULANTE)

REVISION / LECTURAS RECOMENDADAS

 ACTIVIDAD

TIEMPO

CANTIDAD

49 gramos, primera dosis en 70 litros.

INTERVALO DE APLICACIÓN

6 horas

42 gramos en 60 litros

Stroke =80

Verificación del selector de control de polímero.

1 hora

N/A

12 horas

4litros

1 hora

N/A

4 litros= 7280 gramos, 2

ADICION ACIDO SULFURICO

litro acido = 1820 1820 gr.  gr. Speed = 80, Stroke =80

1

INTERVALO DE APLICACIÓN Verificación del selector de control de ácido.

3

PH DEL TANQUE DE HOMOGENIZACIÓN

10 - 11 PH

PERIODO REVISION

6 horas

N/A

4

PH A LA SALIDA DEL PROCESO

6,5 - 8,5 PH

PERIODO REVISION

1 hora

N/A

TODOS LOS DIAS

PERIODO LIMPIEZA LAVADO DE PLACAS

12 horas

N/A

5 días

10 Kg de Ácido Sulfúrico (5,43 litros de ácido)

PERIODO REVISION

1 hora

N/A

PERIODO LIMPIEZA

6 horas

N/A

PERIODO REVISION

4 horas

PRESION MAXIMA 5 kg/cm^2

PERIODO LIMPIEZA

15 días

N/A

PERIODO REVISION

2 horas

PRESION MAXIMA 5,5 kg/cm^2

5

PLACAS DEL ELECTROCOAGULADOR

PERIODO LIMPIEZA CON

5 DIAS

ACIDO Y AGUA. 40 - 60 AMPERIOS 6

CORRIENTE DE LAS PLACAS ELECTROCOAGULADOR 69 - 85 VOLTIOS CC

7

8

9

FILTROS INGRESO

PRESION FILTRO PRENSA

BOMBA DE DIAFRAGMA HUSKY 1590

TODOS LOS DIAS

PRESIÓN DE TRABAJO

2 - 5,5 BARES

28

 

2.6.2.2.  Observaciones  

pH del tanque de almacenamiento El valor de PH del tanque de almacenamiento se encuentra entre 9 y 11.

 

pH a la salida del proceso El valor de PH a la salida del proceso se encuentra entre 6,0 y 9,0 se verifica con tiras indicadoras de papel tornasol o pHmetro.

 

Placas del electrocoagul electrocoagulador ador   Una vez por semana se debe realizar una limpieza con ácido sulfúrico, de esta forma se consigue que las placas queden libres de incrustaciones y garantizan garantizan un buen funcionamiento funcionamiento en el el momen momento to de utilizarlas en la ele electrocoagulación. ctrocoagulación. El tan tanque que para limpieza con ác ácido, ido, tiene 10Kg de ácido mezclado con agua.

 

Corriente y voltaje de las placas del electrocoagulador.

Esta se encuentra encuentra en entre tre 69 - 85 VCC y entre 40 a 60 A, con eesta sta corrient corrientee se produce una mejor electrocoagulación. electrocoagulación. Varía el voltaje y la corriente por la canti cantidad dad de sales y minerales que contenga el agua a tratar.  

Filtros ingreso (mallas metálica metálicas) s) Estos están ubicados ubicados al inicio de dell proceso y es donde se depositan toda todass las pelusas del proceso.

 

Presión filtro prensa Cuando la presión del filtro prensa se encuentra en 5 a 5,5 bares y el volumen filtrado es escaso es un indicativo de que se encuentra saturado y requiere de limpieza de las mallas filtrantes.

29

 

2.6.3. Procedimiento Procedimiento para la disolución del hierro  

2.6.3.1. Procedimient Procedimientoo para una d disolución isolución de 1:2 2.6.3.1.1.   El en primer tubo se pone 5 ml de la muestra y este sera el blanco.

2.6.3.1.2.   Se toma 2.5 mililitro de la muestra a diluir en un vaso de precipitación. 2.6.3.1.3.   Se adiciona al vaso que contiene la muestra 2.5 mililitros de agua destilada totales en el segundo tubo de la muestra. 2.6.3.1.4.   Se agita bien la solucion y se coloca los 5 mililitros totales

2.6.3.1.5.   Se adiciona el Ferro ver en el tubo de la muestra. 2.6.3.1.6.   Se lo agita y se espera que suceda la reaccion. 2.6.3.1.7.   El resultado obtenido se lo multiplica por 2 para obtener los mg/L de hierro.

30

 

2.6.3.2.  Procedimient Procedimientoo para una disolución de 1:5 2.6.3.2.1.   El en primer tubo se pone 5 ml de la muestra y este sera el blanco.

2.6.3.2.2.   Se toma un mililitro de la muestra a diluir en un vaso de precipitación. 2.6.3.2.3.   Se adiciona al vaso que contiene la muestra 4 mililitros de agua destilada. totales en el segundo tubo de la muestra. 2.6.3.2.4.   Se agita bien la solucion y se coloca los 5 mililitros totales

2.6.3.2.5.   Se adiciona el Ferro ver en el tubo de la muestra. 2.6.3.2.6.   Se lo agita y se espera que suceda la reaccion. 2.6.3.2.7.   El resultado obtenido se lo multiplica por 5 para obtener los mg/L de hierro.

31

 

2.6.3.3.  Procedimient Procedimientoo para una disolución de 1:10 2.6.3.3.1.   El en primer tubo se pone 5 ml de la muestra y este sera el blanco.

2.6.3.3.2.   Se toma 2.5 mililitro de la muestra a diluir en un vaso de precipitación. 2.6.3.3.3.   Se adiciona al vaso que contiene la muestra 2.5 mililitros de agua destilada totales en el segundo tubo de la muestra. 2.6.3.3.4.   Se agita bien la solucion y se coloca los 5 mililitros totales

2.6.3.3.5   Se adiciona el Ferro ver en el tubo de la muestra. 2.6.3.3.6   Se lo agita y se espera que suceda la reaccion. 2.6.3.3.7   El resultado obtenido se lo multiplica por 10 para obtener los mg/L de hierro.

32

 

2.7. ELECTROCOAGULACIÓN  

2.7.1. ¿Qué es la electrocoagulación? La electrocoagulación es una técnica utilizada para el tratamiento de las aguas residuales. Los contaminantes de muy diversos efluentes son removidos aplicando el principio de coagulación, pero en este caso no se hace uso de un coagulante químico. Podemos entonces definir la electrocoagulación como un proceso en el cual son desestabilizadas las partículas de contaminantes que se encuentran suspendidas, emulsionadas o disueltas en un medio acuoso, induciendo corriente eléctrica en el agua a través de placas metálicas paralelas de diversos materiales, siendo el hierro y el aluminio los más utilizados. La corriente eléctrica proporciona la fuerza electromotriz que provoca una serie de reacciones químicas, cuyo resultado final es la estabilidad de las moléculas contaminantes. Por lo general este estado estable produce partículas sólidas menos coloidales y menos emulsionadas o solubles. Cuando esto ocurre, los contaminantes forman componentes hidrofóbicos que se precipitan o flotan, facilitando su remoción por algún método de separación secundario. Los iones metálicos se liberan y dispersan en el medio líquido y tienden a formar óxidos metálicos que atraen eléctricamente a los contaminantes que han sido desestabilizados.

desestabilizados. Las combinaciones de las placas en un electrocoagulador que presenta pueden ser las siguientes: Fe-Fe-Fe-Fe Al-Al-Al-Al Al-Fe-Al-Fe

Figura 2.7.1-1 Sistema de electrocoagulación con ánodo de aluminio y cátodo de hierro

Fuente: Patricia, R., Arango, A., & Garces, L. (2006). La Electrocoagulacion: Retos y Oportunidades en el Tratamiento de aguas. Produccion mas Limpia, 20.

33

 

2.7.2.  Ventajas de a electrocoagulación   Los costos de operación son menores comparativamente con los de procesos convencionales usando polímeros. Requiere de equipos simples y de fácil operación.   Elimina requerimientos requerimientos de almacenamiento y uso de productos químicos.   Genera lodos más compactos y en menor cantidad, lo que involucra menor problemática de disposición de estos lodos.   Produce flóculos más grandes que aquellos formados en la coagulación química y contienen menos agua ligada.   Alta efectividad en la remoción de un amplio rango de contaminantes.   Purifica el agua y permite su reciclaje   El paso de la corriente eléctrica favorece el movimiento de las partículas de contaminante más pequeñas, incrementando la coagulación.   Reduce la contaminación en los cuerpos de agua  

  El

agua tratada por electrocoagulación contiene menor cantidad de sólidos disueltos que aquellas tratadas con productos químicos, situación que disminuye los costos de tratamiento de estos efluentes en el caso de ser reusados.   Puede generar aguas potables, incoloras e inodoras.

 

Los contaminantes son arrastrados por las burbujas a la superficie del agua tratada, donde pueden ser removidos con mayor facilidad.

2.7.3. Desventajas Desventajas de la electrocoagulación:   Es necesario reponer los electrodos de sacrificio.   Los lodos contienen altas concentraciones de hierro y aluminio, dependiendo del material del electrodo de sacrificio utilizado.   Puede

ser un tratamiento costoso en regiones en las cuales el costo de la energía eléctrica sea alto.   El óxido formado en el ánodo puede, en muchos casos, formar una capa que impide el paso de la corriente eléctrica, disminuyendo disminuyendo de esta forma la eficiencia del proceso.

2.7.4. Factores Factores que afectan a la electrocoagulación. 2.7.4.1. pH   El pH influye sobre la eficiencia de la corriente en el proceso de solubilidad del metal para formar hidróxido, en donde el pH va a depender del material de los electrodos y del pH inicial del agua a tratar. 2.7.4.2. Conductividad Conductividad Un incremento en la conductividad eléctrica genera a su vez un incremento en la densidad de corriente. Cuando se mantiene constante la densidad de corriente aplicada a la celda de electrocoagulación y se incrementa la conductividad, se produce una disminución del voltaje aplicado. Generalmente se emplea NaCl para aumentar la conductividad de las aguas que se tratan pero esta sustancia también genera corrosión por picadura en el ánodo de sacrificio.

34

 

2.7.4.3. Densidad Densidad de corriente En un proceso de electrocoagulación, la densidad de corriente (suministro de corriente) del sistema determina la cantidad de iones Al 3+ o Fe2+ liberados por los respectivos electrodos. La eficiencia en la remoción y el consumo de energía se incrementa incrementan n con el aumento en la densidad de corriente. La selección de la densidad de corriente podría realizarse teniendo en cuenta otros parámetros de operación, como pH y temperatura.

2.7.4.4. Material Material del electrodo En la electrocoagulación con ánodos de sacrificio, la selección del material del electrodo va a depender de la naturaleza y afinidad que tenga el contaminante que se pretende remover con el coagulante producido, es decir, si se quiere remover 36 material suspendido, el coagulante debe propiciar una desestabilización de los coloides para que éstos se aglutinen y posteriormente sean separados por precipitación. Teniendo en varios experimentos que la combinación de Fe y Al da diferentes porcentajes de remoción: Fe-Fe-Fe-Fe

76%

Al-Al-Al-Al

96%

Al-Fe-Al-Fe

80%

2.7.4.5. Temperatura Temperatura La velocidad de las reacciones electroquímicas aumenta cuando la temperatura de la disolución aumenta. La razón podría ser que al aumentar la temperatura aumenta la movilidad y las colisiones de los iones. Además, aumentando la temperatura se facilita la generación del radical oxhidrilo debido al aumento de la transferencia de masa de las diversas especies con la temperatura, y esto conduce a un incremento de la reacción de los radicales con el agente contaminante. contaminante. Sin embargo, los efectos de la temperatura sobre la electrocoagulación no han sido muy investigados, pero se ha encontrado que la eficiencia en la corriente se incrementa inicialmente hasta llegar a 60°C, punto donde se hace máxima para luego decrecer.

2.7.4.6. Distancia Distancia de los electrodos Se debe analizar la distancia correcta de los electrodos para evitar que los tratamientos se hagan prolongados, se produzcan atascamientos por deposición de lodo sobre la superficie de los electrodos, impidiendo la circulación del medio acuoso y la generación de turbulencias que favorecen la coagulación dando como resultado bajas remociones de DQO. 2.7.5. Reacciones Reacciones químicas que se producen en la electrocoagulación 2.7.5.1.  Cuando el ánodo es el hierro: formación del hidróxido férrico  Ánodo: 

4Fe(s)  4Fe2+ +8 ē  4Fe+2 (ac) + 10H2O (l) + O2 (g) → 4Fe (OH) 3(s) + 8H+ (ac)

Cátodo:

8H+ (ac) + 8 ē - → 4H2 (g)

35

 

Reacción global: 4Fe(s) + 10H2O (l) + O2 (g) → 4Fe (OH)3(s) + 4H2 (g)  

2.7.5.2. Cuando el ánodo es el hierro: formación del hidróxido ferroso  Ánodo: Fe (s) → Fe +2(ac) + 2eFe+2 (ac) + 2OH- (ac) → Fe (OH) 2 (s) Cátodo:

2H2O (l) + 2e- → H2 (g) + 2OH- (ac)

Reacción global: Fe(s) + 2H2O (l) → Fe (OH) 2 (s) + H2 (g) Luego de la formación de los hidróxidos de hierro los coloides se aglomeran, especialmente aquellos con carga negativa, y posteriormente otras partículas de contaminantes interactúan con estos aglomerados, siendo removidos por formación de complejos o atracciones electrostáticas.

2.7.5.3. Cuando Cuando el ánodo es el aluminio  Ánodo: Al → Al +3 + 3e+3

+

Al 3 (ac) + 3H2O → Al (OH)3(s) + 3H  (ac)

NAl (OH)3 → Aln (OH) 3n Cátodo: 3H2O + 3e- → 3 H2 +3OH –  Los iones Al+3 en combinación con los OH – reaccionan para formar algunas especies monoméricas como Al(OH)2+,Al2(OH)2+,  Al(OH)2+,  y otras poliméricas, tales como Al6(OH)15 3+,  Al7(OH)174+,  Al8(OH)204+,  Al13O4(OH)247+  y Al13(OH)345+  que por procesos de precipitación forman el Al(OH)3(s), como se muestra en la reacción de ánodo. El Al (OH)3(s) es una sustancia amorfa de carácter gelatinoso, que expone una gran área superficial con propiedades absorbentes y que es propicia para los procesos de adsorción y atracción de las partículas contaminant contaminantes. es.

2.7.6. Dimensiones Dimensiones del eletrocoagulador de la planta de tratamiento de aguas  

Número de placas de Fe: 155   Distancia promedio de las placas : 5.5mm   Voltaje promedio: 40- 60 A

 

Intensidad de corriente: 69 – 85 V

36

 

2.8. ESTIMACIÓN DEL COSTO DEL TRATAMIENTO DE AGUA POR METRO CÚBICO CONDICIONES INICIALES. 2.8.1. Consumo Consumo de energía eléctrica del eletrocoagulador Potencia eléctrica consumida.  =  .    = 50  ∗ 77    =3850 W* 24 h  = 92,40 KWh El costo de la energía está dado por 0,0933 $ por KWh 92,4 92 ,4  .. ℎ ∗

0,0933 $   1 . . ℎ

$ 264   8,62  ∗ 1 ñ

Costo del Eletrocoagulador= 2275,92 $/año

2.8.2. Dosificación Dosificación de agente floculante (polímero) Polímero Super Floc 130 (120 Pulsaciones) 34  1ℎ ∗ 60 6000 000 0 ∗ = 5,67 5,67 ℎ  100  3600 

La solución se prepara con 42 g del producto en 60 L de agua. 42  24 ℎ 177,78  264   ∗ = ∗ 5,67 ℎ   1 ñ 46,93  33,6 $   ∗ 25  ñ

Costo del Polímero por año= 63,08 $/año 2.8.3. Dosificación Dosificación de agente coagulante (policloruro de aluminio). Policloruro de Aluminio (60 pulsaciones) 119,4 

1ℎ

125  ∗ 70 7000 000 0  ∗ 3600 = 18,59 18,59 ℎ   25   25  24 ℎ 32,28  264   ∗ = ∗ 18,59 ℎ   1 ñ 8520,71  134 $   ∗ 100  ñ

Costo del Policloruro de Aluminio por año= 11 419,3 $/año 

37

 

2.8.4. Dosificación Dosificaci ón d dee ácido para regular pH. Bomba Dosificadora. Speed 60 Stroke 90 15  1ℎ ∗ 12 1200 0000 00  ∗ = 166.67 ℎ  13.38 13.38    3  3600 

 264   13.38  24 ℎ   ∗ = 1.93 ∗ ñ  166.67 ℎ  508,64  123,20 $   ∗ 200  ñ

Costo del ácido por año= 313.32 $/año 2.8.5. Costo Costo de energía del air blower P= 7,5 hp= 5,6 KW* 24 h

0,0933 $ $ = 2,09   .ℎ  2,09 $ 264     ∗ 1 ñ 

22 22,4 ,4 . . ℎ ∗

Costo de energía AIR BLOWER = 551,76$/año 2.8.6. Encargado Encargado de la planta. Se va a contratar una persona con remuneración básica y todos los beneficios que otorga la Ley.  

12 salarios básicos= 3981.36 $/año   Décimo tercer sueldo=366 $/año   Décimo cuarto Sueldo=366 $/año   Fondo de reserva= 173.92 Total= 4887.28$/año

2.8.7. Planchas Planchas de hierro. Se compraron 600 placas para todo el año Valor= 2587,20 $/año  2.8.8. Telas Telas filtrantes. Se cambian las telas filtrantes una vez al año. Valor= 1075,2 $/año

38

 

Tabla 2.8-1 Costos Totales de la Planta de Tratamiento de Aguas Descripción Descripció n Energía eléctrica del Eletrocoagulador Polímero Policloruro de aluminio Acido Energía del AIR BLOWER Encargado de la Planta Planchas de Hierro Telas Filtrantes TOTAL 23.173,06 $

1 ñ

ñ

∗ 264   =

Costo $/año 2275.92  63,08  11 419,3  313,32  551,76  4887,28  2587,20 1075,2  23.173,06 87,78$

1 

 ∗ 100 3 

COSTO DEL TRATAMIENTO= 0.8778$ /metro cúbico.

39

 

 

2.9. DATOS DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS 2.9.1. Toma Toma de muestras de la planta de tratamiento de aguas

TOMA DE MUESTRAS DE LA PALNTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS TANQUE HOMOG.

PH FECHA

TANQUE SALIDA

PRESION FRECUENCIA ALTURA (m) INGRESO

KI

HIERRO HIERRO ENTRADA SALIDA

K2

HORA INGRESO SALIDA TEMP. (Cº) TEMP.(Cº) AIRE PSI

BOMBA INGRESO Hz

 AGUA EN TANQUE

VOLTAJE AMPERIOS VOLTAJE AMPERIOS

 AGUA SIN TRATAR

 AGUA TRATADA

D.Q.O.i

D.Q.O.s

CAUDAL (Q)

mg/l

mg/l

(mg/l)

(mg/l)

L/s

15:15

9,76

7,74

29,7

26

2

25

1,5

80

27

-

-

>4

>4

-

-

-

15:42

9,70

7,13

30

26,3

2

25

1,5

-

-

57

20

>4

>4

-

-

-

11:00

10,13

6,57

31,8

25,8

1,2

25

1,5

41

10

-

-

>4

>4

-

-

14:15

10,40

6,95

34,5

31,3

1,8

20

1,7

44

12

-

-

>4

>4

-

-

11:56

9,93

7,84

34,5

33,6

2

10

3

34

18

-

-

>4

>4

-

-

0,428

10:00

9,83

7,5

32,3

30,1

2,2

15

1,5

-

-

52

17

>4

>4

-

-

0,498

11:00

9,64

7,68

31,9

32

2,4

15

2

35

11

-

-

>4

>4

-

-

9:00

9,8

7,36

31,4

30,4

2,4

15

2,2

-

-

25

15

>4

>4

-

-

07/03/2016

08/03/2016

09/03/2016

0,439

10/03/2016 15/03/2016

9:00

10

8,09

33,9

32,8

3

15

2,2

-

-

25

15

>4

>4

-

-

11:00

-

7,74

-

36,4

3

15

2,5

60

31

-

-

>4

>4

-

-

22/03/2016

10:46

9,41

6,54

31,9

35,7

2,2

15

3

-

-

44

19

0,8

22

879,4

521,2

0,753

23/03/2016

11:00

10,23

6,66

30,1

30,5

1,8

20

2

-

-

45

11

1,8

18

927,8

451,8

0,548

29/03/2016

11:01

5,29

6,28

28,2

26,6

6,2

20

2

-

8

-

-

1,6

57

991,4

335,6

0,438

16/03/2016

1,115

40

 

2.9.2.  Toma de muestras en partes de procesos de la planta de tratamiento de aguas y análisis de pH, conductividad,, Fe, DQO conductividad Fecha: 29/03/2016

TANQUE DE INGRESO

SALIDA DEL ELECTROCOAGULADOR

Ph Temperatura Conductividad Fe DQO (mg/L) DQO Promedio

990

9.19 28 1113 64

Ph Temperatura Conductividad Fe DQO (mg/L) DQO Promedio

825

DQO Agua sin tiempo de sedimentación

897

DQO (mg/L) DQO Agua sedimentada

SALIDA FILTRO PRENSA

824 825 827 829 826

6.12 29.5 1841 45

Ph Temperatura Conductividad Fe  AGUA DEL MIXER

5.29 28.2 1062 1.6 987 990 993 997 991.4

902 898 900 907 900.8

332

346 342 356 342

DQO Promedio

343.6

Ph Temperatura Conductividad

6.28 26.6 2431